2023年高考物理二轮复习（人教版） 第3部分 考前特训 热点2　牛顿运动定律的应用.docx

热点2　牛顿运动定律的应用
1.(2022·湖南省隆回县第二中学模拟)如图所示，矩形框架ABCD固定在竖直面内，轻弹簧的一端固定在A点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿在框架的竖直杆CD上，用一水平力F作用在小球上，当小球静止时，弹簧与竖直杆AB之间的夹角θ＝30°，小球与竖直杆CD间的弹力恰好为零．已知小球与竖直杆CD之间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度大小为g，则在撤去水平力F的瞬间，小球的加速度大小为(　　)
A．0 B.g C.g D.g
答案　A
解析　由题意可知，撤去水平力F前，小球与竖直杆CD之间摩擦力为零，设弹簧弹力大小为FT，根据平衡条件有FTcos θ＝mg，撤去水平力F的瞬间，弹簧弹力不会发生突变，此时在竖直方向上小球受力仍平衡，而在水平方向上，竖直杆CD对小球的支持力与FT在水平方向的分力平衡，综上所述可知在撤去F瞬间，小球所受合外力仍为零，加速度为零，故选A.
2.(2022·全国乙卷·15)如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球，初始时整个系统静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L.一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球连线垂直．当两球运动至二者相距L时，它们加速度的大小均为(　　)
A. B. C. D.
答案　A
解析　当两球运动至二者相距L时，如图所示，由几何关系可知sin θ＝＝，设绳子拉力为FT，水平方向有2FTcos θ＝F，解得FT＝F，对任意小球由牛顿第二定律有FT＝ma，解得a＝
，故A正确，B、C、D错误．
3.(多选)(2022·云南省名校联盟二模)如图所示，在倾角为θ的斜面上放置A、B两正方体物块(可以视为质点)，A、B两物块质量分别为M、m.A物块与斜面之间的动摩擦因数为μ(μ<tan θ)，B与斜面之间无摩擦，两物块相互接触由静止释放．已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．下列说法正确的是(　　)
A．两物块的加速度大小为gsin θ－
B．两物块的加速度大小为gsin θ－
C．两物块之间的弹力大小为
D．两物块之间的弹力大小为
答案　BC
解析　利用整体法受力分析，
可得(M＋m)gsin θ－μMgcos θ＝(M＋m)a，
解得a＝gsin θ－，
故A错误，B正确；
对物块B受力分析，可得mgsin θ－F＝ma，
解得F＝，故C正确，D错误．
4.一小物块从倾角为α＝30°、足够长的固定斜面底端以初速度v0＝10 m/s沿斜面向上运动(如图所示)，已知物块与斜面间的动摩擦因数μ＝，g取10 m/s2，则物块在运动时间t＝1.5 s时离斜面底端的距离为(　　)
A．3.75 m B．5 m
C．6.25 m D．15 m
答案　B
解析　小物块沿斜面向上运动时加速度大小为a＝gsin α＋μgcos α＝10 m/s2，物块运动到最高点的时间t′＝＝1 s<1.5 s，由于mgsin α＝μmgcos α，则小物块运动到最高点速度为0时停止运动，故t＝1.5 s时小物块离斜面底端的距离为x＝＝5 m，故选B.
5．(多选)(2022·山西吕梁市二模)国家速度滑冰队在训练弯道技术时采用人体高速弹射装置，如图甲所示，在实际应用中装置在前方通过绳子拉着